CN108756793B - 用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，包括呈圆柱状的水准仪本体，水准仪本体安装在一个用于防护水准仪本体的外壳内，水准仪本体的一端固定安装有一个水平标记装置，水平标记装置转动连接在水准仪本体上，并通过调节旋钮控制，调节旋钮在位于水准仪本体内的一端固定安装有一个角度传感器，水准仪本体在调节旋钮的位置处还设有用于驱动调节旋钮的驱动杆，驱动杆的一端与调节旋钮配合，另一端穿出外壳，驱动杆穿出外壳的端部设有第一支架，驱动杆与第一支架转动连接。本发明在进行深孔岩芯钻取时，能够很方便的调节水准仪，提高了岩芯钻取的标记效率。

Description

用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置

技术领域

本发明涉及一种井下岩芯钻取定向技术，特别涉及一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置。

背景技术

在井下岩芯的钻取技术中，定向钻取岩芯是常用的技术手段。而岩芯定向的方式之一，是利用水准仪在钻孔内直接对钻取方向进行标定。其实施过程为，在井下巷道的巷道壁上开设一个钻孔，然后在钻孔内使用水准仪对钻取方向进行标定，当标定完成后，再使用岩心管钻取岩芯。但是在钻取深孔岩芯时，由于钻孔直径小，而标记设备需要靠近岩芯的位置，因而水准仪的摆放位置就会随着钻孔深度的增加而延伸，造成无法直接对水准仪进行调节，以至于钻取出的岩芯出现不合格的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，该标定装置在钻取深孔岩芯时，也能够很方便的调节水准仪，提高了岩芯钻取的标记效率以及合格率。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，包括呈圆柱状的水准仪本体，所述水准仪本体为电子水准仪，水准仪本体的输出端通过数据线与显示器连接，所述水准仪本体的一端固定安装有一个水平标记装置，水平标记装置转动连接在水准仪本体上，并通过调节旋钮控制，所述水平标记装置安装在水准仪本体的一端，调节旋钮设于水准仪本体的另一端，所述水平标记装置与水准仪本体同心安装，所述调节旋钮的一端伸进水准仪本体内，另一端位于水准仪本体的外部，并且调节旋钮在位于水准仪本体内的一端固定安装有一个角度传感器，所述角度传感器与水准仪本体的控制系统连接，所述水准仪本体在调节旋钮的位置处还设有用于驱动调节旋钮的驱动杆，所述驱动杆的一端与调节旋钮配合，另一端穿出外壳，驱动杆的另一端设有第一支架，所述驱动杆与第一支架转动连接，第一支架为具有四脚的圆形支架，第一支架的四脚所围成的圆周与岩心钻孔的直径相适应，驱动杆在靠近调节旋钮的一端端部固定安装有用于与调节旋钮配合的卡接件，所述驱动杆在远离卡接件的一端连接有连接杆，所述连接杆的一端与驱动杆固定，另一端伸出岩心钻孔，所述连接杆在靠近驱动杆的一端沿轴向对称的开设有两条第一连接槽，所述第一连接槽内分别铰接有一个连接块，连接块靠近驱动杆的一端与第一连接槽的槽底铰接，另一端通过弹簧与第一连接槽的槽底连接，弹簧处于压缩状态，所述驱动杆靠近连接杆的一端设有与连接块以及连接杆配合的第二连接槽。

优选的，水平标记装置包括标记杆以及标记头，所述标记杆的一端插进水准仪本体内，另一端朝远离调节旋钮的一端延伸，标记杆插进水准仪本体的端部转动连接在水准仪本体的壳体内，所述调节旋钮通过连接件固定连接在标记杆位于水准仪本体内的端部，标记头设于标记杆位于水准仪本体外部的端部。

优选的，标记头包括一根横杆以及两个椎体，所述两个椎体对称的安装在横杆的两端，并且横杆的中部固定安装在标记杆的端部，所述横杆的长度与岩心钻孔的直径相适应。

优选的，调节旋钮、驱动杆、水平标记装置均与水准仪本体同心。

优选的，所述水准仪本体通过第二支架安装在外壳内。

优选的，第二支架包括一对夹持件，夹持件为弹性钢棒，所述夹持件包括第一弧形部以及第二弧形部，所述第一弧形部以及第二弧形部分别夹持在水准仪本体的两端，第一弧形部与第二弧形部之间通过连接棒连接在一起。

优选的，连接棒为Z型棒，所述连接棒的两端均沿水准仪本体的轴线方向分布，连接棒的中间部分沿水准仪本体的周向分布，并贴合在水准仪本体的外壁，连接棒的中间部分的圆心角为90°，所述第一弧形部与第二弧形部分别固定在连接棒的两端。

优选的，水准仪本体的外壁上设有与第二支架契合的卡槽，所述卡槽的深度为所述弹性钢棒的直径的1/3。

优选的，第一弧形部与第二弧形部的弧度均为150°。

优选的，第一弧形部、第二弧形部、连接棒为一体化设置。

采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明结构简单，将水平标记装置通过调节旋钮进行控制，当调节旋钮转动时，水平标记装置也随之转动，由于调节旋钮通过驱动杆进行驱动转动，因而驱动杆伸出外壳的一端能够通过连接杆进行驱动，从而便于水准仪在深孔中也能够方便调节；

2.本发明采用具有弹性的第二支架将水准仪本体安装在外壳内，能够对落石坠落产生的冲击进行缓冲，进一步提高了水准仪本体的安全性能，避免水准仪本体损坏；

3.本发明通过具有四脚的第一支架对驱动杆进行支撑，由于第一支架四脚与岩心钻孔的直径相适应，因而在水准仪本体摆放到岩心钻孔内时，能够保证水准仪本体与钻孔的同心度，当需要调节水准仪本体时，能够快速的将水准仪本体和岩心钻孔调成同心状态。

附图说明

图1是本发明的水准仪与外壳的装配示意图；

图2是本发明的水准仪的结构示意图；

图3是本发明的水准仪与水平调节装置、驱动杆的连接示意图；

图4是本发明的卡接件的结构示意图；

图5是本发明的第一支架的结构示意图；

图6是本发明的驱动杆与连接杆的连接示意图；

图7是图6的A-A剖视图；

图8是本发明的驱动杆的端面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明。

如图1～4所示，本发明公开了一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，包括呈圆柱状的水准仪本体1，水准仪本体1为电子水准仪，水准仪本体1的输出端通过数据线与显示器3连接，显示器3设于岩心钻孔外，水准仪本体1安装在一个用于防护水准仪本体1的外壳2内，外壳2呈筒状，外壳2的外径小于岩心钻孔的孔径，水准仪本体1通过第二支架10安装在外壳2内。水准仪本体1的一端固定安装有一个水平标记装置4，水平标记装置4转动连接在水准仪本体1上，并通过调节旋钮5控制，水平标记装置4安装在水准仪本体1的一端，调节旋钮5设于水准仪本体1的另一端，水平标记装置4与水准仪本体1同心安装，调节旋钮5的一端伸进水准仪本体1内，另一端位于水准仪本体1的外部，并且调节旋钮5在位于水准仪本体1内的一端固定安装有一个角度传感器，角度传感器与水准仪本体1的控制系统连接，水准仪本体1在调节旋钮5的位置处还设有用于驱动调节旋钮5的驱动杆6，驱动杆6的一端与调节旋钮5配合，另一端穿出外壳2，驱动杆6穿出外壳2的端部设有第一支架8，如图5所示，第一支架8为具有四脚的圆形支架，第一支架8的四脚所围成的圆周与岩心钻孔的直径相适应。驱动杆6与第一支架8转动连接，驱动杆6在靠近调节旋钮5的一端端部固定安装有与调节旋钮5配合的卡接件9，卡接件9朝向调节旋钮5的一端设有十字凹槽，调节旋钮5上设有与十字凹槽匹配的十字卡块。调节旋钮5、驱动杆6、水平标记装置4均与水准仪本体1同心。

如图6～8所示，本发明的驱动杆6在远离卡接件9的一端连接有连接杆11，连接杆11的一端与驱动杆6固定，另一端伸出岩心钻孔，连接杆11在靠近驱动杆6的一端沿轴向对称的开设有两条第一连接槽，第一连接槽内分别铰接有一个连接块12，连接块12靠近驱动杆6的一端与第一连接槽的槽底铰接，另一端通过弹簧14与第一连接槽的槽底连接，弹簧14处于压缩状态，驱动杆6靠近连接杆11的一端设有与连接杆11配合的第二连接槽13，第二连接槽13的两侧设有与连接块12配合的限位槽。本发明在进行深孔岩芯标定时，通过第二连接槽13将连接杆11以及连接块12卡住，由于连接块12一端与第一连接槽铰接，另一端与第一连接槽采用弹簧14连接，因而在弹簧14的作用下，连接块12被顶出第一连接槽，从而使得连接块12与限位槽配合，这时，不仅能够通过转动连接杆11实现对水平标记装置4进行调节，还能够通过连接杆11，将水准仪本体1拉出岩心钻孔，方便快捷。本发明为了便于在拉出水准仪本体1后，能够将连接杆11从驱动杆6上拆下，在连接块12的端部固定连接有一根压杆16，压杆16呈L型，压杆16的一端与连接块12连为一体，另一端穿出连接杆，并安装压头15，当按压压头15时，连接块12能够缩进第二连接槽13内，从而实现快速解除限位。

本发明的水平标记装置4包括标记杆401以及标记头402，标记杆401的一端插进水准仪本体1内，另一端朝远离调节旋钮5的一端延伸，标记杆401插进水准仪本体1的端部转动连接在水准仪本体1的壳体内，调节旋钮5通过连接件固定连接在标记杆401位于水准仪本体1内的端部，标记头402设于标记杆401位于水准仪本体1外部的端部。标记头402包括一根横杆以及两个椎体，两个椎体对称的安装在横杆的两端，并且横杆的中部固定安装在标记杆401的端部，横杆的长度与岩心钻孔的直径相适应。

本发明的第二支架10包括一对夹持件，夹持件为弹性钢棒，夹持件包括第一弧形部1001以及第二弧形部1002，第一弧形部1001以及第二弧形部1002分别夹持在水准仪本体1的两端，第一弧形部1001与第二弧形部1002之间通过连接棒1003连接在一起。连接棒1003为Z型棒，连接棒1003的两端均沿水准仪本体1的轴线方向分布，连接棒1003的中间部分沿水准仪本体1的周向分布，并贴合在水准仪本体1的外壁，连接棒1003的中间部分的圆心角为90°，第一弧形部1001与第二弧形部1002分别固定在连接棒1003的两端，第一弧形部1001与第二弧形部1002平行。

水准仪本体1的外壁上设有与第二支架10契合的卡槽7，卡槽7的深度为弹性钢棒的直径的1/3。第一弧形部1001与第二弧形部1002的弧度均为150°，且第一弧形部1001、第二弧形部1002、连接棒1003为一体化设置。

本发明在使用时，首先将水准仪本体1组装到外壳2内，本发明为了便于对水准仪本体1进行组装，可以在外壳2的内壁上沿轴线方向开设两条滑槽，然后在第二支架10的连接棒1003上固定安装于滑槽匹配的滑块，这样，在安装水准仪本体1时，先将第二支架10上的两个滑块分别卡到对应的滑槽内，并保证第二支架10的部分露在外壳2外，然后掰开第二支架10，并将水准仪本体1卡进第二支架10中，由于连接棒1003呈Z型，而且水准仪本体1的外壁上设有与连接棒1003以及第一弧形部1001、第二弧形部1002相匹配的卡槽7，因此，当第二支架10卡进卡槽7内之后，水准仪本体1在轴向的转动被第二支架10限制，无法转动，从而可以保证后续在调节水平标记装置4时的有效性。在将水准仪本体1卡进第二支架10内后，再将第二支架10沿着外壳2的滑槽推进外壳2内，实现水准仪本体1的组装。需要指出的是，本发明的水平标记装置4以及调节旋钮5的安装是在组装水准仪本体1之前完成，本发明由于水准仪本体1是圆柱形，因而可以沿水准仪本体1的轴线开一条贯穿孔，然后将水平调节装置4插进贯穿孔内，调节旋钮5以及标记杆401在贯穿孔内通过连接件以及轴承连接在一起，以保证调节旋钮5能够驱动标记杆401转动起来，而水准仪本体1的控制系统的电子元件则安装在贯穿孔的周边。调节旋钮5的远离标记杆401的端部通过卡接件9再与驱动杆6进行配合，通过驱动杆6驱动调节旋钮5转动，进而实现标记杆401的转动，调节旋钮5的转动角度，通过角度传感器检测，再通过显示器3显示出来。本发明通过卡接件9将驱动杆6与调节旋钮5进行卡接，能够实现驱动杆6与调节旋钮5的拆分，在收起本发明时，减小空间占用。

本发明在将水准仪本体1组装到外壳2内后，将本发明放入岩心钻孔内，对岩芯方向进行标定，当需要放进深孔时，通过夹具将本发明放进到深孔内后，找出一根长度足够的连接杆，将连接杆的一端伸入钻孔内，并将连接杆的端部与驱动杆6的端部对接，连接杆的另一端位于钻孔外，以便于转动连接杆，使驱动杆6转动，从而解决深孔中无法标记岩芯方向的困扰。在对接驱动杆6时，可以采用常规的对接装置，例如，在驱动杆6的端部安装上一个快接插头，连接杆上安装一个快接插口，只需要保证在转动连接杆时，能够使驱动杆6转动即可，在此不再赘述。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，包括呈圆柱状的水准仪本体(1)，所述水准仪本体(1)为电子水准仪，水准仪本体(1)的输出端通过数据线与显示器(3)连接，其特征在于：所述水准仪本体(1)的一端固定安装有一个水平标记装置(4)，水平标记装置(4)转动连接在水准仪本体(1)上，并通过调节旋钮(5)控制，所述水平标记装置(4)安装在水准仪本体(1)的一端，调节旋钮(5)设于水准仪本体(1)的另一端，所述水平标记装置(4)与水准仪本体(1)同心安装，所述调节旋钮(5)的一端伸进水准仪本体(1)内，另一端位于水准仪本体(1)的外部，并且调节旋钮(5)在位于水准仪本体(1)内的一端固定安装有一个角度传感器，所述角度传感器与水准仪本体(1)的控制系统连接，所述水准仪本体(1)在调节旋钮(5)的位置处还设有用于驱动调节旋钮(5)的驱动杆(6)，所述驱动杆(6)的一端与调节旋钮(5)配合，另一端穿出外壳(2)，驱动杆(6)的另一端设有第一支架(8)，所述驱动杆(6)与第一支架(8)转动连接，第一支架(8)为具有四脚的圆形支架，第一支架(8)的四脚所围成的圆周与岩心钻孔的直径相适应，驱动杆(6)在靠近调节旋钮(5)的一端端部固定安装有用于与调节旋钮(5)配合的卡接件(9)，所述驱动杆(6)在远离卡接件(9)的一端连接有连接杆(11)，所述连接杆(11)的一端与驱动杆(6)固定，另一端伸出岩心钻孔，所述连接杆(11)在靠近驱动杆(6)的一端沿轴向对称的开设有两条第一连接槽，所述第一连接槽内分别铰接有一个连接块(12)，连接块(12)靠近驱动杆(6)的一端与第一连接槽的槽底铰接，另一端通过弹簧(14)与第一连接槽的槽底连接，弹簧(14)处于压缩状态，所述驱动杆(6)靠近连接杆(11)的一端设有与连接块(12)以及连接杆(11)配合的第二连接槽(13)。

2.根据权利要求1所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述水平标记装置(4)包括标记杆(401)以及标记头(402)，所述标记杆(401)的一端插进水准仪本体(1)内，另一端朝远离调节旋钮(5)的一端延伸，标记杆(401)插进水准仪本体(1)的端部转动连接在水准仪本体(1)的壳体内，所述调节旋钮(5)通过连接件固定连接在标记杆(401)位于水准仪本体(1)内的端部，标记头(402)设于标记杆(401)位于水准仪本体(1)外部的端部。

3.根据权利要求2所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述标记头(402)包括一根横杆以及两个椎体，所述两个椎体对称的安装在横杆的两端，并且横杆的中部固定安装在标记杆(401)的端部，所述横杆的长度与岩心钻孔的直径相适应。

4.根据权利要求3所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述调节旋钮(5)、驱动杆(6)、水平标记装置(4)均与水准仪本体(1)同心。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述水准仪本体(1)的外部设有呈圆筒状的外壳(2)，水准仪本体(1)通过第二支架(10)安装在外壳(2)内。

6.根据权利要求5所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述第二支架(10)包括一对夹持件，夹持件为弹性钢棒，所述夹持件包括第一弧形部(1001)以及第二弧形部(1002)，所述第一弧形部(1001)以及第二弧形部(1002)分别夹持在水准仪本体(1)的两端，第一弧形部(1001)与第二弧形部(1002)之间通过连接棒(1003)连接在一起。

7.根据权利要求6所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述连接棒(1003)为Z型棒，所述连接棒(1003)的两端均沿水准仪本体(1)的轴线方向分布，连接棒(1003)的中间部分沿水准仪本体(1)的周向分布，并贴合在水准仪本体(1)的外壁，连接棒(1003)的中间部分的圆心角为90°，所述第一弧形部(1001)与第二弧形部(1002)分别固定在连接棒(1003)的两端。

8.根据权利要求7所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述水准仪本体(1)的外壁上设有与第二支架(10)契合的卡槽(7)，所述卡槽(7)的深度为所述弹性钢棒的直径的1/3。

9.根据权利要求8所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述第一弧形部(1001)与第二弧形部(1002)的弧度均为150°。

10.根据权利要求9所述的用于钻取深孔岩芯的岩芯标定装置，其特征在于：所述第一弧形部(1001)、第二弧形部(1002)、连接棒(1003)为一体化设置。

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